磁滞回线如何发力，使反激电源达到90%效率

二极管与电容如何发力，使反激电源达到90%效率

http://www.cntronics.com/power-art/80025675

电容电感如何发力，使反激电源达到90%效率

http://www.cntronics.com/power-art/80025616

对于电源老鸟来说，接触的设计多了，就会形成一套自己的独特手法和习惯，随着经验的增长，这将形成一种良性的循环。而对于新手来说，寻找到一个合适的切入点都是比较困难的，更谈不上形成这种良性的循换了。但是这个阻碍新手进步的问题将被解决。本系列文章以反激电源设计为切入点，深究这种电源的设计手法并对其中的原理进行细致的讲解，对良好的设计习惯进行培养。

前文中对二极管和电容的实践 进行了介绍，在本篇文章当中将为大家带来关于磁滞回线的相关分析。这一部分较为重要，因为其直接反映了实际操作和书本上知识的区别，也是在对变压器进行讲解所需的铺垫。

变压器是电源板的灵魂器件，变压器设计不好牵一发动全身，整个板子都不理想。变压器工作的时候受控于初级，也受控于次级。因此MOS、变压器、肖特基都是互相影响的，也造成变压器不是一次都能设计好的。为了后面的推算，所以得初算个变压器出来。先来看看磁材的一些细节。

这个是做变压器最基本的公式根据，但是表示的不对，应该表示为B=(磁导率/磁路)*(NI);

NI就是安匝数，电激发出磁的部分。

磁导率/磁路：磁路相关的磁通密度。

磁通密度

100A/m安匝波形和磁通密度叠加图：

图1

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根据图形，磁滞回线按照正弦波安匝数来变化的，也就是磁滞回线的变化实际上是安匝正弦变化规律，这个磁滞回线是用来做工频变压器的年代诞生的，也适合于正弦波变压器，而开关电源是不同斜率的三角波组成，这个迟滞回线看不出开关电源中磁芯中磁通的变化的规律。

图2

图3 同斜率不同幅度的磁滞回线

用三角波仿真了下磁芯，磁滞回线方正了很多，也不会因为正弦规律产生严重的拖尾效应。图2是同频率不同幅度。图3同斜率不同幅度的。

图4

 

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现在来看看同是1000A/m的安匝在50K和5K情况下磁滞回线。仔细观察安匝和磁滞回线的关系，就能明显看出损耗和磁滞回线的头怎么来的。

图5

图6

以上都是连续的安匝变化，电源电路中安匝是突变的，比如反激式mos开启和mos关断的瞬间，电流方向进行了突变，波形如图6所示。（安匝波形就是电流波形）

图7

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这个时候磁滞回线变成了样子 注意看100A/m，-100A/m，50A/m，-50A/m 这几个转折点。

图8

上面的磁滞回线表达不准确，电源工作在一个离散状态，应该把磁通保持的线删掉，电源磁芯就工作在这个状态，CCM模式。中间无线的地方是安匝突变，就是翻转点。另外电源也没有了起始线，大家都应该明白电源是如何进入稳定态的。

图9

再来看图9中DCM与BCM磁滞回线。

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图10

再来看看图10中磁通密度和磁导率的关系。这个磁力线是没有初始磁导率的。数据应该没有调对。

上面DCM和CCM磁滞回线的仿真是基于安匝源，但是反激式是初级安匝给磁芯储能，mos关断后，有磁动势反转磁力线，应该有些不同，这个后面看下能用反激式拓补结构仿真出来么。

经过上面仿真可以得出：

1、书本上以及规格书上所给出的磁芯数据是基于正弦波的，给出的参数也是正弦波的，对于开关电源，有些参数不是精准的，比如频率特性，开关电源能和磁滞回线对应起来的是斜率。

2、仿真CCM模式，磁滞回线上会出现两个安匝跳变位置，但是磁通密度并不能跳变，而是通过下降来释放能量。

3、DCM模式有一个安匝跳变位置，相应mos开启端位跳变，相应磁滞回线能和上面用三角波仿真的形状对应起来。

4、电源中调试的时候，把一款产品做成低压CCM高压DCM，在DCM的时候肖特基翻转的谐波比CCM小，可见安匝跳变的时候，磁力线也会产生一种波形震动。

这一节主要对磁滞回线进行了详细的对比分析，主要是为了能够让大家看到实际操作和书本知识的区别，同时为变压器设计的讲解做好准备，希望大家能够从这篇至关重要的文章当中吸收到书本中学习不到的知识。

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